La stimulation cérébrale améliore la fonction de mémoire chez les personnes âgées

Dans une récente étude publiée dans la revue Neurosciences naturellesles chercheurs évaluent l’efficacité de la neuromodulation répétitive pour améliorer la mémoire de travail (WM) et la mémoire à long terme (LTM) des personnes âgées.

Étude: Améliorations durables et dissociables de la mémoire de travail et de la mémoire à long terme chez les personnes âgées atteintes de neuromodulation répétitive. Crédit d’image : Robert Kneschke/Shutterstock.com

Arrière plan

Les progrès des neurosciences ont aidé les scientifiques à identifier les circuits et les réseaux cérébraux qui renforcent les fonctions de la mémoire. Par exemple, l’activité rythmique des circuits cognitifs aide à coordonner le traitement de l’information.

Néanmoins, il reste difficile de surmonter les déficits simultanés et sélectifs dans le cadre à double magasin composé de WM à capacité limitée et de LTM illimité. Des recherches antérieures suggèrent également des contributions variables du cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) et du lobule pariétal inférieur (IPL) aux magasins de mémoire WM et LTM correspondants.

Par conséquent, il est crucial d’identifier des mécanismes rythmiques uniques dans des régions cérébrales spatialement distinctes. Des techniques avancées, telles que la stimulation à courant alternatif transcrânien haute définition (HD-tACS), pourraient ensuite être utilisées pour manipuler de manière non invasive et indépendante ces régions du cerveau et améliorer la fonction de mémoire chez les personnes âgées.

Les gammes de fréquences thêta et gamma contribuent à la fonction WM et LTM, en particulier lors du rappel libre. Cependant, il n’est pas clair quelles combinaisons de neuromodulation de localisation et de fréquence améliorent sélectivement la fonction MW et LTM chez les personnes âgées.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont testé la modulation dont les rythmes thêta dans l’IPL amélioreraient la fonction MW auditive-verbale chez les personnes âgées, appelée effet de récence. De plus, la modulation dont les rythmes gamma imbriqués dans DLPFC amélioreraient la fonction LTM auditive-verbale appelée l’effet de primauté a été déterminée dans ce que les chercheurs ont appelé “l’expérience 1”.

HD-tACS a été combiné avec des configurations source-puits optimales de neuf électrodes annulaires de 12 mm (8 × 1, tACS) pour effectuer ces expériences de modulation de neurorythme. De plus, les chercheurs ont évalué si les personnes âgées ayant des performances cognitives générales inférieures bénéficieraient davantage de la neuromodulation.

L’objectif de l’expérience 2 était de confirmer la spécificité de localisation et de fréquence de l’expérience 1. À cette fin, les fréquences d’entraînement ont été commutées dans deux régions.

L’expérience 3, qui était similaire à l’expérience 1, a examiné l’effet de la modulation gamma dans le DLPFC et de la modulation thêta dans l’IPL dans un autre échantillon distinct de participants. Dans les trois expériences, les chercheurs se sont intéressés à déterminer les magasins à double mémoire dissociables en fonction des caractéristiques fonctionnelles et anatomiques spatiospectrales distinctes de leurs substrats.

Les participants à l’étude âgés de 65 ans ou plus ont été recrutés dans la grande région métropolitaine de Boston aux États-Unis. Ces participants parlaient couramment l’anglais et avaient une vision et une audition normales ou corrigées à la normale. Les participants à l’étude se sont identifiés comme afro-américains, caucasiens, amérindiens, asiatiques ou hispaniques.

Pris ensemble, un total de 150 participants ont été inclus dans l’étude, avec 60, 60 et 30 participants aux expériences 1, 2 et 3, respectivement. Les symptômes dépressifs et les performances cognitives générales des participants ont été évalués à l’aide de l’échelle de dépression gériatrique (GDS) et de l’évaluation cognitive de Montréal (MoCA), respectivement, au départ.

Résultats de l’étude

Les résultats de l’expérience 1 ont révélé que des modifications sélectives des fonctions WM et LTM étaient possibles grâce à l’entraînement des rythmes thêta dans l’IPL et des rythmes gamma dans le DLPFC. Cependant, l’expérience 2 a démontré que la commutation des fréquences de modulation entre les deux régions n’améliorait pas la fonction de mémoire. En conséquence, une combinaison de localisation anatomique et de fréquence de rythme détermine principalement le substrat fonctionnel pour l’amélioration de la mémoire.

Les améliorations de la fonction mémoire observées au cours de l’expérience 1 étaient dues à l’entraînement de circuits cérébraux fonctionnellement spécifiques, plutôt qu’à des effets non spécifiques comme la stimulation transcutanée. Notamment, les personnes ayant une fonction cognitive plus faible ont montré une plus grande amélioration de la fonction de mémoire.

La vitesse d’amélioration de la fonction de mémoire au cours de l’intervention a prédit la force de la mémoire un mois après l’intervention. Ainsi, l’étude actuelle a fourni une métrique pour mesurer la réactivité au traitement dans les études futures.

conclusion

Pris ensemble, les résultats de l’étude ont indiqué que la modulation de rythmes cérébraux spécifiques grâce à une intervention de quatre jours a amélioré de manière sélective et durable la fonction de mémoire chez les personnes âgées pendant au moins un mois.

Les changements neuroplastiques après le verrouillage de phase des rythmes cérébraux intrinsèques avec tACS ont très probablement causé ces effets durables. De plus, la différenciation fonctionnelle, qui diminue généralement avec le vieillissement, pourrait également être favorisée par la neuromodulation.

L’étude actuelle a également ouvert de nouvelles voies pour examiner de manière plus approfondie le potentiel clinique de la neuromodulation répétitive de rythmes cérébraux spécifiques. Les études futures devraient évaluer si les résultats actuels pourraient être généralisés aux paradigmes cognitifs couvrant la fonction de la mémoire dans d’autres domaines sensoriels.

De plus, les recherches futures devraient évaluer les implications translationnelles pour les patients atteints de troubles neurodégénératifs, de déficits de mémoire sélective et de risque de démence.